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运20无2维图纸,全三维数字化生产
送交者: 古宇庙 2017年06月17日10:35:20 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话

鲲鹏起兮

——大型运输机运20研制纪实(之三)
崔斌峰



崔斌峰

      第三章  它,就在那里

我愿意用爱情的勇气去克服攻关的艰辛,我愿意用火热的激情去编织蓝天的梦想。

——航空工业一飞院结构所设计员 李芳芳

一道死命令

大运研制全面铺开,“两总”系统向全线发出一道命令:不再发二维图纸,型号全线转到数字化三维设计制造上来,谁不达标谁出局。

耿汝光一再强调,这是死命令,没有丝毫回旋余地。

这道命令在一些数字化基础薄弱的单位引起不小震动,“这是要砸饭碗啊!”

如此强硬地推动数字化,理由很简单——保“后墙不倒”。因为,数字化只有系统化推进、规模化应用,才能发挥最大效益。

推行全面数字化,遇到的困难和阻力可不小。

有的参研单位数字化基础几乎为零,要人没人,要设备没设备,甚至连概念都没有。有人表示怀疑:“数字化有这么大的威力吗?”“如此强硬推进,作秀的成分大于实际功效。”个别单位将发过来的三维数模悄悄地转换成二维图纸,再拿到生产线上加工。

“两总”系统意识到问题的严重性,决定先在数字化基础好的成飞、沈飞进行试点,首先在机头和尾翼两大结构部件上取得突破,然后推而广之。

成飞、沈飞不愧为航空制造的国家队,很快拿出了按照全三维设计、生产规范加工出来的样件。“两总”系统召集参研单位开了一次现场交流会,成飞和沈飞的代表拿着样件现身说法。他们说,全三维设计制造技术效果非常好,工作量降低了40%、效率提高30%,加工质量也得到显著提升。

在事实面前,曾经怀疑的信服了,成飞、沈飞的代表也成为大家追捧的“明星”。

在全三维数字化问题上,型号全线达成了共识。“数模”代替了“图纸”,成为使用频率最高的技术术语。

事实上,大运的数字化研制体系有三大支柱:在线关联设计技术、基于MBD的全三维设计制造技术、数字化异地协同研制平台。这三大支柱犹如三角形的三条边,决定了一个平面——大运工程的数字化水平。

在线关联设计技术前面讲过。基于MBD的全三维设计制造技术指的是,用三维数字模型来完整表达产品的定义信息,包括设计信息、工艺信息、检验信息、制造信息,并且作为产品研制过程中的唯一依据。这项技术2003年才有技术标准,2005年美国人率先在波音787项目中使用。我国航空企业尽管一直在大力推进数字化,但在2007年前后都还达不到全三维的水平。这项技术很厉害,它真正实现了设计、制造“一条龙”。

大运工程“一院六厂”的模式,成百上千个协作单位分布在全国各地,因此,通过数字化技术构建一个异地协同研制平台,使分布在异构时空上的各种资源得到实时协调和交互,就成了一个关键问题。在当时,航空工业一厂一所的协同机制并不少见,但覆盖面如此广的协同平台,在业内乃至国内尚属首次。建设这个平台需要解决的技术问题很多很多,最终他们建了起来。

让信息化带动工业化、工业化促进信息化,实现“两化融合”,是信息时代的必由之路,大运项目就是沿着这条路走过来的。

大运的信息化建设和数字化技术创新,在型号研制中居功至伟:使设计周期缩短了40%,生产准备周期缩短了75%,制造周期缩短了30%,不仅保证了型号研制的节点,而且使我国的数字化设计制造技术赶超了世界先进水平。

“大运变法”

大运攻坚战进入第二年,许多矛盾浮出了水面。有些矛盾本来就有,只是在特定背景下被放大了,有些矛盾本来不存在,但是,新形势产生了新矛盾。旧矛盾、新矛盾彼此交织在一起,就像丛丛荆棘,成为项目推进的羁绊。

一飞院的领导看在眼里、急在心头,他们想到了改革。

“改革不是闲下来才做的事情,任何改革都是被逼出来的。通过改革,解决日益突出的矛盾,营造心齐气顺的环境。”时任副院长李守泽如是说。

20XX年XX月,一飞院召开了一次干部大会,时任院长方玉峰代表院党委,提出了一揽子改革方案。这次改革是在大运背景下进行的,可称之为“大运变法”。

“大运变法”着力解决这样几个问题:工作效率问题,创新机制问题,个人发展问题和薪酬分配问题。

“大运变法”是一次全面的、深化的改革,紧紧围绕着创新能力建设,以人为本,多措并举,主动作为,实施系统化的体制机制创新。主要内容包括:

——进行组织和流程优化,提高组织协同能力。

——实施知识管理工程,提升知识集成能力。

——打造协同设计平台,整合创新资源,提高集成创新能力。

——建立多通道成才机制,给所有的人提供广阔的发展空间。

——进行薪酬体系配套改革,体现按劳分配原则。

其中,“多通道成才机制”是“大运变法”的核心内容之一,其目的就是要打破“官本位”,给每个人以更广阔的发展空间。

“多通道成才机制”设置了五个岗位序列:领导序列(L)、技术序列(T)、管理序列(M)、技能序列(W)、行政序列(A),每个序列中又分成若干等级,比如T0、T1、T2……让每一个人都根据自己的工作能力,沿着不同成才通道向上发展;在各个通道之间还设立了相互转换机制,员工们可以自主选择合适的发展方向。与“多通道成才机制”配套的是薪酬体系改革,总的原则是“打破论资排辈和唯学历论,强调岗位职责能力,实现人岗适配,以岗定薪,同岗同薪”。

多通道成才机制,由L、T、M、W、A五条线组成。这五条线犹如音乐上的五线谱,每个人都能在上面谱写华彩的人生乐章。这五条线也像一条高速公路,沿着它,每个人都能达到成功的彼岸。

江飞对自己“27岁当上副所长”颇感意外。2006年他毕业来到一飞院,由于踏实好学很快成为业务骨干。2009年院里进行第二次岗位公开竞聘,江飞抱着试试看的心态报名参加竞聘,结果他竟当上了副所长。这个结果不光江飞意外,他的几位在“北上广”打拼的同学知道后更是惊得目瞪口呆:“一飞院多牛的单位啊,你才毕业三年就干上副所长啦,而我们正忙着一家家地跳槽呢。”

如江飞经历的人在一飞院有很多,通过“大运变法”,每个人都找到了属于自己的舞台。

管理学大师汤姆·彼得斯说:“管理的本质就是激励员工”。“大运变法”的奥妙就在于采取一切手段最大限度地去激励员工。“大运变法”是符合人类激励理论的变法。

“大运变法”效果之好,出人意料。激发了大家的积极性和主动性,更激发出了火焰一般的创造力。

锱铢必较

经过一年的超常努力,初步设计方案终于成形,总师唐长红拿着初步方案却皱起了眉头:超重!

开会,唐长红急了。他把副总师们召集起来:“今天把大家召集起来,就一个话题——减重!说说你们各自口袋里还藏着多少私货,都拿出来摆到桌面上。超重就是失败!超重就是不精益求精!超重就是在应付工作!”

副总师们看到唐长红大发雷霆,面面相觑,他们当然知道超重意味着什么,航空界有句行话——“为减轻每一克重量而奋斗”。“减重”是航空器研制中永恒的话题。前苏联在搞苏-27的时候,发动机遇到的最大困难就是超重,采取了很多办法都没成功,后来出台了“每减重1千克就奖励5个月工资”的政策,才减轻了70千克,这件事在航空界广为流传。

各专业的设计重量超重也事出有因,200吨级的飞机谁也没干过,系统这么复杂,又基本上全是新品,设计师们压力都很大,所以取的保险系数比较大,保险系数一大,重量自然就超了。还有,减重是一项异常复杂的工作,有时为了减1千克重量,要动用十几个数模、花费大半个月的时间。当然也不排除“小私心”的存在,希望别人多减些重量,自己这边压力小一些。

唐长红的态度很坚决,“必须确保工程发图重量与性能重量‘零对零’,务必严格执行重量一票否决的规定”。他亲自制定重量规划和控制策略,反复跟各专业副总师研究甚至争论,不达目标,决不罢休。

唐长红启发大家:“搞设计就像写文章,一挥而就,肯定有不少错别字,还有语句不通顺的地方,你拿着文章再看几遍,就能找出好多错别字,我们把方案从头到尾再捋一遍,多余的重量不就能找出一些吗?”

唐长红的坚持,也是为了少留遗憾。他常说“飞机设计是一项追求完美的工作,但所有追求完美的工作都免不了留下遗憾,关键是怎么通过我们的努力把遗憾降低到最小”。

锱铢必较,常形容一个人的小气。总师系统确实在重量方面表现得很“小气”,但在有的方面却很通融,当遇到了可改可不改的问题时,总师系统总是大方地给时间、给经费、给人,一定要改。

就这样,取舍有道,宽严结合,方案设计重量与性能重量实现了“零对零”。

一个大胆的动议

一天,唐长红去结构所,进门前看到设计员小李站在那里望着大楼发呆,嘴里还念念有词,关切地问:“小李,哪儿不舒服?”

小李笑了笑:“我负责的那条长桁,尽管设定了尺寸,但在电脑上怎么也体会不出它有多大,我出来找找感觉。”

唐长红心里“咯噔”了一下:缺乏感性认识,设计师开始怀疑自己了,缺乏自信绝对不是什么好现象。

近段时间以来,由于工程暴露的问题越来越多,唐长红在向上级汇报工作时,分明感受到一种不太放心的眼神,好像在问:依靠我们自己的力量能够按时完成任务吗?

几番联想,他觉得事态有些严重。怎么办?他想到了物理样机。如果有一架物理样机摆在那里就好了,一可增强研制者的感性认识,二可提振型号全线的信心。

在一次会议上,他把自己的想法说了出来,没想到,大家的响应非常热烈,许多人早已萌生了类似想法。

“新技术、新工艺用了这么多,确实需要一个实体样机进行工艺性验证。”

“现在好多试验设备都不到位,搞出一个物理样机来,可以充当试验平台嘛。”

“还有大部件的协调问题,在样机上完成协调,容易直观地发现问题。”

“电脑屏幕太小,我们的飞机又这么大,电脑上只能看局部,很难看清全貌……”

就这样,总师系统内部达成了共识:在确保重大节点不变的前提下,再增加一个多功能物理样机的研制环节。

所谓物理样机,是根据设计方案制作出一个与真实飞机完全相同的大模型,让人直观了解未来飞机的样子。在数字化技术没有广泛应用之前,物理样机是飞机研制中的一个重要环节,在设计方案通过评审后,先搞一个物理样机,然后再转入工程研制阶段。

自20世纪90年代,随着数字化技术发展,虚拟样机的概念诞生了,虚拟样机也被称为数字样机或电子样机,是使用数字化手段在计算机上建立一个与物理样机功能相当的数字化模型,这个模型具有和真飞机一样的真实度。我国首架虚拟样机就是由一飞院建立的。

鉴于我国数字化技术已经达到一定水平,一飞院也搞过虚拟样机,主要还是为了抢速度,“两总”系统在工程规划中,没有安排物理样机环节。

如今,又要搞物理样机,这是对工程规划的重大变更。

搞物理样机的想法流传开来,闻者大多摇头。这岂不是走“回头路”?搞物理样机需要花很大力气,本来研制周期就紧张,有这个必要么?众说纷纭,主管部门也难以表态。

矛盾集中到了耿汝光那里。耿汝光通过深入调查,觉得搞物理样机实有必要,貌似耽误了一些时间,但可以大大降低风险,正如某老电影中的一句台词:“今天的后退是为了明天大踏步地前进”。耿汝光拍板了:上!搞物理样机。耿汝光、唐长红利用一切机会,一次次向主管部门陈述,终于赢得了理解与支持。

20XX年XX月,物理样机研制方案通过了评审。

设计大楼的灯光

物理样机方案通过了评审,随即开始第一轮发图。这里说的发图,是对设计单位向制造单位输出设计结果的一种传统叫法,并不是真的输出二维图纸,而是向制造单位输出三维数字模型和一些技术条件。

本轮发图的截止日期是20XX年XX月XX日。这一天,是一个重大节点。为了保住这个节点,一飞院进入了决战状态。

这是一场意志的锤炼,设计师们将在200多天时间里,劳其筋骨、苦其心智,承受巨大的任务压力。

那段时间,每天凌晨3点服务器停止工作后,各设计所、设计室的同志才踏上回家的路。皎洁的月光下,骑自行车的、骑摩托车的、开电瓶车的、驾驶小轿车的,上千人浩浩荡荡、车水马龙,犹如一场足球赛散场后的场面。大家的身体很疲惫,但都豪情万丈,出了大门还要高唱“星星点灯……”

最辛苦的是信息所的同志,为了保障协同设计平台的运行,他们住在办公室、吃在办公室,每天都要看到数据发送完成,这时候往往已经是凌晨五六点钟了,他们打个盹,九点钟又起来投入战斗……最拼命的是结构所的同志,他们是全院工作量最大的单位,要完成大量的方案论证、数模设计、技术协调、试验验证等工作,工作量之大,完全超出想象,“611”不行了、“711”也不行,只能连轴转,一天工作16小时。

在晨昏相接的忙碌中,他们送走了秋天、送走了冬天,迎来了春天。20XX年XX月XX日早晨6时35分,当最后一批数模发送成功后,一飞院爆发出一片欢呼声,大家满脸倦意,却个个喜上眉梢。在初升的太阳照耀下,在盛开的鲜花映衬下,在悦耳的鸟鸣伴随下,这种喜悦如诗如歌……

唐长红办公桌上放着一幅照片:午夜时分一飞院设计大楼灯火通明,每扇窗户都亮着灯……这是他在一次午夜加班时拍下来的。这张照片从艺术的角度乏善可陈,一个深夜中的大楼而已。可是唐长红却非常珍视这张照片,经常盯着看。

设计大楼俯瞰呈“口”字形,仅外墙就有624个窗户,扣除32个卫生间窗户,有人办公的为592个。592个窗户亮着,就意味着至少有592个设计师在加班。592个,什么概念?那是一个营的兵力。可实际情况是每个窗户后面平均有3个人,再加上大楼内墙上还有几百扇窗户,以及分布在其他试验室、试验场的人们,加起来多少人?那就是2000多人,一个旅的兵力!

这是一支什么“旅”啊,有博士、有硕士、有学士,有才高八斗的院士,有普普通通的设计员,有白发苍苍的老专家,还有身怀六甲的孕妇……他们在子夜时分,在一个万籁俱寂的时候悄无声息地战斗着。

这静谧的大楼里燃烧着奋斗的火焰,他们在7个月之内共发放三维数字模型数万个、技术条件近十万张A4,数据量超过了200G,发图工作量之大,世界罕见。

这静谧的大楼里涌动着人间真情,最紧张的时候,正赶上运动翼面设计室副主任李云坤妻子临产,他没有时间陪妻子,每天晚上12点,大家总会听到他的深情私语:“梅梅,你和宝宝都好吧,我要晚些回去,你先睡呀。”他是在给妻子打电话。每每这时,设计室都格外安静,大家默默地听着,胸中涌过一股热流。

这静谧的大楼里洋溢着同甘共苦、顽强拼搏的团队精神,“如果我不加班,看到别人加班,就会有一种负罪感”,许多人都说过类似的话。

一栋八层大楼,在午夜时分,里面有上千人在那里静静地工作……这是一个多么“可怕”的场面呀!我敢说,没有一个中国人看到这张照片不为之动容。

在304厂房

20XX年XX月XX日,物理样机的第一个大部件——机头组件,由成飞公司运抵一飞院。成飞车队浩浩荡荡,硕大的机头组件被苫布盖着,依然很显眼,引得不少人侧目。

在此后一个多月时间里,后机身组件,平尾、垂尾组件,起落架整流包,翼身整流罩,尾椎,中前机身,中后机身,机翼等大部件陆续运抵一飞院。

为了国家使命,全线都在赛跑!

按照计划,物理样机将于年底之前在304厂房完成全机集成。

物理样机的集成进行得紧张而艰苦。304厂房刚刚封顶,墙体还没有处理完毕,建筑工人还在脚手架上忙上忙下,一个个大部件就被推了进来,各单位上百人集中到了这个庞大的厂房里,热火朝天地干了起来。

天气一天天变冷,304厂房的暖气还没通,为了工作方便,厂房两侧的大门始终敞开着,外面刮风里面也刮风,外面多冷里面也多冷,下雪了雪花纷纷扬扬地飘进厂房里……院报记者龙青在一篇通讯中写到:“寒冬已至,304厂房里的一个个大部件透着冰凉,但置身其中,你却会感到一种温暖,那是从大运人身上散发出来的追赶节点的热情。”

12月25日晚,大运的物理样机终于集成完毕,304厂房的灯光全部开启,如同白昼。

现场总指挥李守泽让大家把一面国旗和一幅标语挂在厂房高墙上,标语写到:“国家意志,自主创新,引领大运科学发展;众志成城,攻坚克难,成就民族腾飞梦想。”

在辉煌灯光照耀下,大运第一次如此真切地展现在人们面前。

它太大了!人站在它下面显得那样渺小。

它太壮观了!设计师们尽管无数次在心中描摹过大运的雄姿,一旦它真的矗立在人们面前,还是感受到了前所未有的震撼。

新西兰登山家埃德蒙·希拉里征服过世界上所有的高山,当别人问他为什么要不停地登山时,他给出了一个经典答案,他说:“因为山,就在那里。”

现在,大运就在那里!曾经它在我们心里,那是理想、那是梦想,而今它真的矗立在了那里,梦想正在成为现实!

物理样机威风凛凛地矗立在那里,让型号全线看到了希望。

(未完待续)


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